去年是虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)啟動元年，去年的CES電子展游戲和虛擬現(xiàn)實展區(qū)總面積擴(kuò)大了77%，虛擬現(xiàn)實成為了2016年CES的絕對主角，大廠三星、Oculus 以及HTC等知名電子廠商均推出了新研發(fā)的VR頭顯，而的VR廠商也緊跟腳步推出了自主研發(fā)的產(chǎn)品。VR開發(fā)技術(shù)到底是什么呢?可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢?今天華清遠(yuǎn)見VR開發(fā)培訓(xùn)的專家來為您揭開謎底。
一、什么是VR開發(fā)技術(shù)
VR(Virtual Reality，即虛擬現(xiàn)實，簡稱VR)，該概念早在1965年就被計算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實、人機(jī)交互或計算機(jī)輔助設(shè)計之父Ivan Sutherland提出。1968年Sutherlan在哈佛大學(xué)組織開發(fā)了第一個計算機(jī)圖形驅(qū)動的頭盔顯示器及頭部位置跟蹤系統(tǒng)，這是VR發(fā)展史上一個重要里程碑。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境(即Virtual Environment，簡稱VE)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)的技術(shù)。它利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。
VR的主要內(nèi)容包括：“遙現(xiàn)”(Telepresence)、“賽博空間”(Cyberspace)、“人工顯示”(Artificial Reality)和“虛擬環(huán)境”(Virtual Environment)。
“遙現(xiàn)技術(shù)”是一種基于VR的遙控制、遙操作或遙顯示技術(shù)，它能夠使人實時地以遠(yuǎn)程的方式于某處出場，即虛擬出場。“賽博空間”由科幻作家William Gibson在80年代創(chuàng)造，它是哲學(xué)和計算機(jī)領(lǐng)域中的一個抽象概念，指在計算機(jī)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)里的虛擬現(xiàn)實。如今它已不在是計算機(jī)領(lǐng)域中的抽象概念，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，生活中到處都可以看到它的影子，比如網(wǎng)絡(luò)游戲。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向。仿真技術(shù)主要應(yīng)用于航空、航天、電力、化工以及其他工業(yè)過程控制等工程技術(shù)領(lǐng)域。汽車或飛機(jī)的駕駛訓(xùn)練模擬器，就是應(yīng)用仿真技術(shù)的成果。
虛擬現(xiàn)實屬于交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域，起步于上個世紀(jì)80、90年，是仿真技術(shù)與計算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合;它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機(jī)和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)試驗;主要涉及包括實時三維計算機(jī)圖形處理，廣角立體顯示，對觀察者頭、眼和手的軌跡跟蹤，以及觸覺感知、敏感反饋、環(huán)繞聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語音輸入輸出技術(shù)等。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備各等方面，是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶感覺到在該環(huán)境中的存在感。模擬環(huán)境是由計算機(jī)生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像;感知是指人所具有的多種感知，除計算機(jī)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動等感知，將來甚至還包括嗅覺和味覺等;自然技能是指人的主動和反射響應(yīng)動作行為，如頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢和其他人體行為動作，由計算機(jī)來處理與參與者 的動作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官;傳感設(shè)備是指支撐三維交互的設(shè)備。
簡單來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是利用計算機(jī)模擬產(chǎn)生一個立體空間的虛擬世界的仿真系統(tǒng)，提供給使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般。虛擬現(xiàn)實是真實環(huán)境的仿真，也可以是虛擬的人造環(huán)境，達(dá)到情景與環(huán)境上的”以假當(dāng)真“的目的。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從早期的飛機(jī)模擬駕駛，已經(jīng)發(fā)展到醫(yī)療、教育、軍事、建筑設(shè)計、地理環(huán)境、體育和娛樂等多個領(lǐng)域。
二、VR開發(fā)技術(shù)的興起
離錢近的地方，商業(yè)競爭總是很激烈，VR也不例外。
至于VR怎么火的，還得從一家叫Oculus的公司說起。
他們?nèi)昵跋敫銈�眾籌做眼鏡，一個月就順利籌了200多萬美刀，后來居然開森地融了7000多萬美刀!
接著Oculus就被Facebook砸了20億美金給收購了，業(yè)內(nèi)都懵了……
然而，F(xiàn)acebook CEO扎克伯格卻覺得自己做了一筆好買賣，并放話預(yù)測說：“未來VR是主流的通訊交流平臺。”
扎帥一放話，大家就開始重視，然后如今業(yè)內(nèi)大佬都在做VR。
三、VR開發(fā)技術(shù)的發(fā)展方向
1)社交
VR作為體驗的革命性提升，我們有史以來第一次，可以不僅僅是透過視窗看虛擬世界，而是進(jìn)入現(xiàn)場，身臨其境的去體驗。自然交互強(qiáng)化了的臨場感，可以和不同的內(nèi)容結(jié)合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，和社交結(jié)合，就可能營造出類似線下的社交環(huán)境，讓基于互聯(lián)網(wǎng)的社交關(guān)系建立在高效的同時，變得更生動，從而帶來應(yīng)用上質(zhì)變的可能性。
從這個角度看，我們也有理由相信，在VR相關(guān)的技術(shù)完全成熟后，VR+社交必然能產(chǎn)生行業(yè)的超級應(yīng)用。
回顧互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)兩個時代，社交一直都是殺手級應(yīng)用，期間誕生了無數(shù)巨頭公司——Facebook、Twitter、騰訊、微博，而在不斷發(fā)展壯大的VR時代，VR社交會不會一如既往的成為VR行業(yè)的殺手級應(yīng)用呢?
使用的主要場景：
一起玩游戲/看視頻：其實這種情況在也很普遍，一些好基友可能在沒結(jié)婚的時候經(jīng)�；煸谝黄穑墙Y(jié)了婚生了娃之后，很可能就各顧各的家，很難再經(jīng)常聚在一起了。有了VR社交，一群好基友帶上頭顯就可以繼續(xù)找一個房間，重回《生活大爆炸》里面的極客之夜了。同樣的情況也適用于女性。
避免孤獨：在都市生活中，人人都很忙碌，有些人真的無法找到合適的人一起交流和談心。現(xiàn)在通過VR社交，用戶可以在自己喜歡的虛擬社交場所(比如說一個豪宅、火星表面、中世紀(jì)的城堡)找到和自己志趣相投的人，不需要真正出門就可以享受到社交的樂趣。
逃避社會：現(xiàn)在很多人在現(xiàn)實生活中找不到成就感和歸屬感，一些自己的情緒無法與周圍的人分享。有了VR社交，可以讓自己暫時脫離那個不滿意的現(xiàn)實，進(jìn)入到一個屬于自己的理想樂土，其實個人并不認(rèn)為是一種好的解決方法，不過必須承認(rèn)很多人玩網(wǎng)游或者加入VR世界就是為了逃避社會。
組隊解決問題：如果你是一個有著某種特殊愛好的人士，比如說喜歡做高達(dá)模型、或者收集洋娃娃，認(rèn)識同好則是一個非常重要的需求。和同好一起討論相關(guān)的問題，組成某種愛好或者技能的小組，在未來將是一種非常普遍的現(xiàn)象。
2)游戲
根據(jù)咨詢公司Kzero的預(yù)估，隨著VR技術(shù)的發(fā)展，VR市場將在2018年達(dá)到70億美金。同時，KZero估計，在這70億美金中，VR硬件設(shè)備的收益將達(dá)到23億美元，而VR軟件設(shè)備(包括游戲與APP應(yīng)用)的利潤將達(dá)到47億美金。我們必須提醒投資者，VR游戲目前正處于萌芽階段。自2013年以來，全世界一共有12億的游戲玩家，但這12億的玩家中沒有一個用到頭戴式可視設(shè)備(HMD)。
作為游戲未來進(jìn)化的趨勢，VR的發(fā)展只會越來越大。在2013年度的電子娛樂博覽會上，在由EVE Valkyrie公司所發(fā)明的名為CCP的VR原型游戲的展示中獲得了多個獎項。該款游戲利用了來自O(shè)culus發(fā)明的VR頭戴耳機(jī)。值得注意的是，此款VR頭戴耳機(jī)曾在2013年的環(huán)境研究中心(CES)上首次展出，便引起巨大的關(guān)注和取得廣泛的銷售。
四、VR、AR、MR的區(qū)別
VR：
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)，利用電腦技術(shù)模擬出一個立體、高度模擬的3D空間，當(dāng)使用者穿戴VR顯示裝置時，會產(chǎn)生好像處在現(xiàn)實中一般的錯覺。在這空間中，操作者可以使用控制器或鍵盤在這個虛擬的環(huán)境下穿梭或互動。
VR目前重要的標(biāo)志是：用戶需要佩戴“頭戴式顯示器(Head Mounted Display)”，簡稱“頭顯(HMD)”。顯示的內(nèi)容可來自個人電腦、游戲機(jī)或手機(jī)。VR代表設(shè)備有：HTC Vive，Oculus Rift，Playstation VR。
AR：
增強(qiáng)現(xiàn)實(Augmented Reality，簡稱AR)，也被稱之為混合現(xiàn)實。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。AR目前重要的標(biāo)志是：如果說VR給消費(fèi)者的是一個100%的虛擬世界，那么AR就是以現(xiàn)實世界的實體為主體，借助于數(shù)字技術(shù)幫助消費(fèi)者更好地探索現(xiàn)實世界。AR代表設(shè)備有：Google Glass(對應(yīng)是BaiduEye)。
增強(qiáng)現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實相比，需要的圖像圖像計算數(shù)據(jù)量顯然小了很多。然而，需要的算法、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用等等要求比VR要高出整整一個段位。并不難想象：在基礎(chǔ)技術(shù)充分的情況下，人們可以制作精美的VR程序交予用戶使用和互動。游戲、(全沉浸式的互動的)影視會是VR普及的消費(fèi)場景。
但AR進(jìn)入實用要滯后很多。首先，(無差別的)視頻識別需要更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫與人工智能。這不是靠游戲或影視業(yè)的成熟后期工具就可以完成的。(當(dāng)然你要制作一個demo很容易，比如某手機(jī)的發(fā)布會邀請函) 實用AR在不限場景中應(yīng)用的技術(shù)，就和攝影術(shù)誕生一樣，用繪畫記事和攝影紀(jì)實完全是兩個時代的東西。其次，VR是平臺，而AR是一種應(yīng)用——或者說是許多應(yīng)用的交互終端。這意味著整個技術(shù)生態(tài)已經(jīng)從平臺開始走向應(yīng)用化。說個你能聽懂的比喻：VR是多點觸控的iPhone一代，而(有實用消費(fèi)價值的)AR是App Store。
MR：
混合現(xiàn)實(Mixed Reality,簡稱MR)，通過電腦技術(shù)，將現(xiàn)實世界與虛擬世界合并在一起，從而建立出一個新的環(huán)境，以及符合一般視覺上所認(rèn)知的虛擬影像，在這之中現(xiàn)實世界中的物件能夠與虛擬世界中的物件共同存在并且即時地產(chǎn)生互動。你戴著它在客廳玩游戲，客廳就是你游戲的地圖，同時一些電腦設(shè)計好的虛擬元素也會融入進(jìn)來。你根本感受不到現(xiàn)實和虛擬二者的差異。
MR目前重要的標(biāo)志是：利用MR技術(shù)，用戶可以看到真實世界(AR的特點)，同時也會看到虛擬的物體(VR的特點)。MR將虛擬物體置于真實世界中，并讓用戶可以與這些虛擬物體進(jìn)行互動。
典型的MR應(yīng)用場景，就是微軟在HoloLense發(fā)布會上展示的，用戶可以在自家的客廳里大戰(zhàn)入侵的外星生物。
今天華清遠(yuǎn)見VR開發(fā)技術(shù)頻道主要從VR開發(fā)技術(shù)的內(nèi)容、興起、應(yīng)用以及與AR、MR的區(qū)別說起，經(jīng)過以上的分析，想必大家對于VR開發(fā)技術(shù)已經(jīng)有了進(jìn)一步深入的了解了。想要了解更多VR開發(fā)技術(shù)請持續(xù)關(guān)注VR開發(fā)技術(shù)頻道。
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